多发性硬化症是一种免疫系统错误地攻击大脑和脊髓导致的疾病。在美国，近100万人受此病影响，全球则超过280万人。尽管遗传因素在多发性硬化症的风险中起作用，但饮食、传染病和肠道健康等环境因素也是主要的贡献者。
环境在决定谁会发展成多发性硬化症方面起着关键作用，这一点从双胞胎研究中可以看出。在基因完全相同的同卵双胞胎中，如果一个双胞胎患病，另一个双胞胎有大约25%的几率也会患病。而在基因共享50%的异卵双胞胎中，这一概率降至约2%。
科学家们长期以来一直怀疑肠道细菌可能会影响一个人患多发性硬化症的风险。然而，迄今为止的研究结果并不一致。
为了解决这些不一致，我和同事们采用了一种称为“床边到实验室再到床边”的方法：首先从多发性硬化症患者的样本开始，对这些样本进行实验室实验，然后在患者中验证我们的发现。
在我们最近发表在《美国国家科学院院刊》上的研究中，我们发现肠道中两种细菌的比例可以预测多发性硬化症患者的病情严重程度，这突显了微生物组和肠道健康在该疾病中的重要性。
从床边到实验室
首先，我们分析了多发性硬化症患者的化学和肠道细菌组成，确认他们存在肠道炎症，并且与没有多发性硬化症的人相比，他们的肠道细菌类型不同。
具体来说，我们发现一组名为Blautia的细菌在多发性硬化症患者中更为常见，而与健康肠道相关的Prevotella细菌则较少见。
在另一项小鼠实验中，我们观察到Bifidobacterium和Akkermansia这两种肠道细菌之间的平衡对于区分患有或未患有多发性硬化症样症状的小鼠至关重要。患有类似多发性硬化症症状的小鼠粪便或肠道黏膜中Akkermansia水平较高，而Bifidobacterium水平较低。
从实验室回到床边
为了进一步探讨这个问题，我们用抗生素清除了小鼠的所有肠道细菌，然后分别给予Blautia（在多发性硬化症患者中更常见）、Prevotella（在健康个体中更常见）或对照细菌Phocaeicola（在患者和非患者中都存在）。我们发现，接受Blautia的小鼠出现了更多的肠道炎症和更严重的多发性硬化症样症状。
甚至在症状出现之前，这些小鼠的Bifidobacterium水平低而Akkermansia水平高。这表明这两种细菌之间的不平衡不仅可能是疾病的标志，还可能预测其严重程度。
我们随后检查了这种不平衡是否也出现在人类中。我们测量了爱荷华州多发性硬化症患者以及美国、拉丁美洲和欧洲参与者的Bifidobacterium adolescentis和Akkermansia muciniphila的比例。
我们的发现是一致的：多发性硬化症患者的Bifidobacterium与Akkermansia的比例较低。这种不平衡不仅与多发性硬化症有关，还与更严重的残疾相关，使其成为比任何单一类型细菌更强的疾病严重程度预测指标。
“有益”细菌如何变得有害
我们研究中最有趣的发现之一是，通常被认为是益生菌的细菌在多发性硬化症中可能变得有害。Akkermansia通常被认为是有益细菌，但在多发性硬化症患者中却变得有问题。
一项先前的小鼠研究表明了类似的模式：病情严重的小鼠Bifidobacterium与Akkermansia的比例较低。在该研究中，喂食富含植物雌激素（结构上类似于人类雌激素的化学物质，需要细菌代谢以产生有益的健康效果）的小鼠比未喂食植物雌激素的小鼠表现出较轻的症状。此前，我们已经证明多发性硬化症患者缺乏能够代谢植物雌激素的肠道细菌。
虽然Bifidobacterium与Akkermansia比例与多发性硬化症之间的精确机制尚不清楚，但研究人员有一个理论。这两种细菌都消耗保护肠道黏膜的粘蛋白。然而，Bifidobacterium既消耗又产生粘蛋白，而Akkermansia只消耗它。当Bifidobacterium水平下降时，例如在炎症期间，Akkermansia会过度消耗粘蛋白并削弱肠道黏膜。这个过程可能会触发更多的炎症，并可能促进多发性硬化症的进展。
我们发现Bifidobacterium与Akkermansia的比例可能是多发性硬化症严重程度的关键标志，这有助于改善诊断和治疗。这也强调了失去有益肠道细菌如何使其他肠道细菌变得有害，尽管尚不清楚改变某些微生物的水平是否会影响多发性硬化症。
虽然更多研究可以帮助澄清肠道微生物组与多发性硬化症之间的联系，但这些发现为理解和治疗这种疾病提供了新的方向。
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